特開 2016-217280 スロットル弁制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2016-217280(P2016-217280A)

(43)【公開日】2016年12月22日

(54)【発明の名称】スロットル弁制御装置

(51)【国際特許分類】

   F02D 9/02 20060101AFI20161125BHJP

【ＦＩ】

   F02D9/02 351N

   F02D9/02 341C

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2015-104058(P2015-104058)

(22)【出願日】2015年5月22日

(71)【出願人】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105119

【弁理士】

【氏名又は名称】新井 孝治

(74)【代理人】

【識別番号】100095566

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 友雄

(74)【代理人】

【識別番号】100187805

【弁理士】

【氏名又は名称】毛利 弘人

(72)【発明者】

【氏名】倉内 淳史

(72)【発明者】

【氏名】鞍本 徹

【テーマコード（参考）】

3G065

【Ｆターム（参考）】

3G065CA34

3G065CA39

3G065DA04

3G065FA07

3G065FA13

3G065GA09

3G065GA41

3G065GA46

3G065KA15

3G065KA16

3G065KA36

(57)【要約】

【課題】 樹脂製ギヤ機構における歪み及び開弁スプリングの付勢力を考慮した駆動トルクでスロットル弁を閉弁駆動し、スロットル弁が全閉位置に到達したことをより適切に判定可能なスロットル弁制御装置を提供する。
【解決手段】 第１閉弁駆動デューティ比ＤＵＴＺ１でスロットル弁３を仮全閉位置まで制御し、第１閉弁駆動デューティ比ＤＵＴＺ１に応じた第１歪み相当開度ＴＨＴＨＲ１に応じて微少角度ＴＨＳを設定し、仮全閉位置から微少開度ＴＨＳだけスロットル弁３を開弁駆動する。次に第１閉弁駆動デューティ比ＤＵＴＺ１より小さい第２閉弁駆動デューティ比ＤＵＴＺ２で緩やかにスロットル弁３を閉弁駆動する。その状態で検出されるスロットル弁開度ＴＨが変化しない状態となったときにスロットル弁３が全閉位置に到達したと判定する。
【選択図】 図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関のスロットル弁を樹脂製のギヤ機構を介して駆動するアクチュエータと、該アクチュエータによって前記スロットル弁を駆動しない状態で、前記スロットル弁の開度をデフォルト開度に保持するためのスプリングと、前記スロットル弁の開度を検出するスロットル弁開度センサとを有するスロットル弁駆動装置を備え、前記スロットル弁の開度を制御するスロットル弁制御装置において、
前記スロットル弁が全閉位置に到達したことを判定する全閉位置到達判定手段と、
前記スロットル弁が全閉位置に到達したと判定されたときに検出されるスロットル弁開度を全閉開度として学習する学習手段とを備え、
前記全閉位置到達判定手段は、
前記スロットル弁を第１駆動トルクで閉弁方向に駆動する第１閉弁駆動手段と、
前記第１閉弁駆動手段の作動中に検出されるスロットル弁開度が変化しない状態となった時点において、前記スロットル弁が仮全閉位置に到達したと判定する仮全閉位置到達判定手段と、
前記ギヤ機構の歪み量をスロットル弁開度の変化量に換算した第１歪み相当開度を、前記第１駆動トルクに応じて推定する第１歪み相当開度推定手段と、
前記スロットル弁が前記仮全閉位置に到達した後に、前記スロットル弁を前記仮全閉位置から微少角度だけ開弁させた微少開度位置まで開弁駆動する開弁駆動手段と、
前記微少開度位置から前記第１駆動トルクより小さい第２駆動トルクで前記スロットル弁を閉弁方向に駆動する第２閉弁駆動手段とを備え、
前記第２閉弁駆動手段の作動中に検出されるスロットル弁開度が変化しない状態となった時点において、前記スロットル弁が前記全閉位置に到達したと判定し、
前記開弁駆動手段は、前記第１歪み相当開度に応じて前記微少角度を設定することを特徴とするスロットル弁制御装置。

【請求項2】

前記第１歪み相当開度推定手段は、前記ギヤ機構の温度と相関する温度パラメータに応じて前記第１歪み相当開度を推定することを特徴とする請求項１に記載のスロットル弁制御装置。

【請求項3】

前記ギヤ機構の歪み量をスロットル弁開度の変化量に換算した第２歪み相当開度を、前記第２駆動トルク及び前記温度パラメータに応じて推定する第２歪み相当開度推定手段と、
前記全閉開度及び前記第２歪み相当開度を用いて前記スロットル弁駆動装置の故障判定を行う故障判定手段とをさらに備えることを特徴とする請求項２に記載のスロットル弁制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関の吸気通路に設けられるスロットル弁の開度を制御するスロットル弁制御装置に関し、特に樹脂製のギヤ機構を介してスロットル弁を駆動するアクチュエータを有するスロットル弁駆動装置の制御を行う制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、樹脂製のギヤ機構を使用してスロットル弁を駆動するスロットル弁駆動装置において、スロットル弁の全閉ストッパへの突き当たりを精度良く判定可能な制御装置を開示する。この制御装置によれば、スロットル弁を駆動するモータに供給する駆動信号の複数のデューティ比領域毎に設定された判定条件に基づいて突き当たりが判定される。これによって、樹脂製ギヤ機構を使用してスロットル弁を駆動する場合に、駆動信号のデューティ比が比較的小さい領域でもスロットル弁の全閉ストッパへの突き当たりを精度良く判定することが可能となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８−８８９２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の図６にはデューティ比と樹脂ギヤしなり量との関係が示されているが、この関係が制御に適用されることはなく、バッテリ電圧に応じて突き当たりを判定する基準となる判定デューティの補正が行われる。そのため、樹脂製ギヤ機構における歪み（しなり）の影響を排除する上では改善の余地があった。

【0005】

また特許文献１に示された実施例では比較的大きなデューティ比でモータが駆動されるが、スロットル弁を全閉位置まで閉弁駆動する場合に、樹脂製ギヤ機構における歪みを抑制するためには、全閉位置に近い開度ではデューティ比（駆動トルク）を可能な限り小さくすることが望まれる。ただし、スロットル弁駆動装置には、モータへの通電をオフしたときにスロットル弁開度をデフォルト開度に保持するために、スロットル弁を全閉位置から開弁方向に付勢する開弁スプリングが設けられているため、駆動トルクが小さすぎるとスロットル弁が全閉位置まで閉弁駆動されない可能性がある。

【0006】

本発明はこの点に着目してなされたものであり、樹脂製ギヤ機構における歪み及び開弁スプリングの付勢力を考慮した駆動トルクでスロットル弁を閉弁駆動し、スロットル弁が全閉位置に到達したことをより適切に判定可能なスロットル弁制御装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、内燃機関（１）のスロットル弁（３）を樹脂製のギヤ機構（４）を介して駆動するアクチュエータ（７）と、該アクチュエータによって前記スロットル弁を駆動しない状態で、前記スロットル弁の開度（ＴＨ）をデフォルト開度（ＴＨＤＥＦ）に保持するためのスプリング（５，６）と、前記スロットル弁の開度（ＴＨ）を検出するスロットル弁開度センサ（９）とを有するスロットル弁駆動装置を備え、前記スロットル弁の開度を制御するスロットル弁制御装置において、前記スロットル弁が全閉位置に到達したことを判定する全閉位置到達判定手段と、前記スロットル弁が全閉位置に到達したと判定されたときに検出されるスロットル弁開度を全閉開度（ＴＨＺ）として学習する学習手段とを備え、前記全閉位置到達判定手段は、前記スロットル弁を第１駆動トルク（ＤＵＴＺ１）で閉弁方向に駆動する第１閉弁駆動手段と、前記第１閉弁駆動手段の作動中に検出されるスロットル弁開度（ＴＨ）が変化しない状態となった時点において、前記スロットル弁が仮全閉位置に到達したと判定する仮全閉位置到達判定手段と、前記ギヤ機構（４）の歪み量をスロットル弁開度の変化量に換算した第１歪み相当開度（ＴＨＴＨＲ１）を、前記第１駆動トルク（ＤＵＴＺ１）に応じて推定する第１歪み相当開度推定手段と、前記スロットル弁が前記仮全閉位置に到達した後に、前記スロットル弁を前記仮全閉位置から微少角度（ＴＨＳ）だけ開弁させた微少開度位置まで開弁駆動する開弁駆動手段と、前記微少開度位置から前記第１駆動トルク（ＤＵＴＺ１）より小さい第２駆動トルク（ＤＵＴＺ２）で前記スロットル弁を閉弁方向に駆動する第２閉弁駆動手段とを備え、前記第２閉弁駆動手段の作動中に検出されるスロットル弁開度が変化しない状態となった時点において、前記スロットル弁が前記全閉位置に到達したと判定し、前記開弁駆動手段は、前記第１歪み相当開度（ＴＨＴＨＲ１）に応じて前記微少角度（ＴＨＳ）を設定することを特徴とする。

【0008】

この構成によれば、スロットル弁を第１駆動トルクで閉弁方向に駆動しているときに検出されるスロットル弁開度が変化しない状態となった時点において、スロットル弁が仮全閉位置に到達したと判定され、その時点のギヤ機構の歪み量をスロットル弁開度の変化量に換算した第１歪み相当開度が、第１駆動トルクに応じて推定される。スロットル弁が仮全閉位置に到達した後に、仮全閉位置から微少角度だけ開弁させた微少開度位置まで開弁駆動され、さらに微少開度位置から第１駆動トルクより小さい第２駆動トルクでスロットル弁を閉弁方向に駆動しているときに検出されるスロットル弁開度が変化しない状態となった時点において、スロットル弁が全閉位置に到達したと判定され、微少角度は、第１歪み相当開度に応じて設定される。スロットル弁が全閉位置に到達したと判定されたときに検出されるスロットル弁開度が全閉開度として学習される。

【0009】

このように先ず第１駆動トルクでスロットル弁を仮全閉位置まで閉弁駆動し、第１駆動トルクに応じて推定される第１歪み相当開度に応じて微少角度を設定することにより、微少角度を第１歪み相当開度に対応した適切な値に設定し、次に第１駆動トルクより小さい第２駆動トルクで緩やかにスロットル弁を閉弁駆動することによって、樹脂製ギヤ機構の歪み量を最小限に抑制しつつスロットル弁を全閉位置に確実に到達させることができる。これによって、スロットル弁の全閉位置に対応する検出開度を精度良く学習できる。

【0010】

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のスロットル弁制御装置において、前記第１歪み相当開度推定手段は、前記ギヤ機構（４）の温度と相関する温度パラメータ（ＴＷ）に応じて前記第１歪み相当開度（ＴＨＴＨＲ１）を推定することを特徴とする。

【0011】

この構成によれば、ギヤ機構の温度と相関する温度パラメータに応じて第１歪み相当開度が推定される。樹脂製ギヤ機構の歪み量は、そのギヤ機構の温度が高くなるほど増加する傾向があるため、温度パラメータが増加するほど第１歪み相当開度が増加するように推定することにより、歪み量を正確に推定できる。

【0012】

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のスロットル弁制御装置において、前記ギヤ機構（４）の歪み量をスロットル弁開度の変化量に換算した第２歪み相当開度（ＴＨＴＨＲ２）を、前記第２駆動トルク（ＤＵＴＺ２）及び前記温度パラメータ（ＴＷ）に応じて推定する第２歪み相当開度推定手段と、前記全閉開度（ＴＨＺ）及び前記第２歪み相当開度（ＴＨＴＨＲ２）を用いて前記スロットル弁駆動装置の故障判定を行う故障判定手段とをさらに備えることを特徴とする。

【0013】

この構成によれば、スロットル弁を第２駆動トルクで閉弁駆動した場合における歪み量を示す第２歪み相当開度が推定され、全閉開度及び第２歪み相当開度を用いてスロットル弁駆動装置の故障判定が行われる。スロットル弁駆動装置が正常であれば、スロットル弁の全閉位置に対応する検出開度（全閉開度）は、第２歪み相当開度とほぼ等しくなると考えられるので、全閉開度が第２歪み相当開度を中心とした正常範囲外にあるときは、スロットル弁開度センサ、ギヤ機構などの何れかに故障があると判定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一実施形態にかかる内燃機関の吸気通路に配置されたスロットル弁の駆動装置及びその制御装置を模式的に示す図である。

【図2】スロットル弁駆動信号のデューティ比（ＤＵＴ）と、スロットル弁を駆動するギヤ機構の歪み量を示すパラメータ（ＴＨＴＨＲ）との関係を示す図である。

【図3】全閉開度学習処理のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態にかかる内燃機関（以下「エンジン」という）１の吸気通路２に配置されたスロットル弁３の駆動装置及びその制御装置を模式的に示す図であり、スロットル弁３はモータ７によって樹脂製のギヤ機構４を介して駆動可能に構成されている。スロットル弁３には該スロットル弁３を閉弁方向に付勢する閉弁スプリング５と、開弁方向に付勢する開弁スプリング６とが取り付けられており、モータ７による駆動力がスロットル弁３に加えられない状態（非駆動状態）では、スロットル弁３の開度ＴＨは、閉弁スプリング５の付勢力と開弁スプリング６の付勢力とがつり合うデフォルト開度ＴＨＤＥＦ（例えば全閉位置から７ｄｅｇ程度開弁した開度）に保持される。また図示はしていないが、スロットル弁３が全閉位置より閉弁側に作動することを規制するための全閉ストッパが設けられており、スロットル弁３の弁軸に固定されたレバーが全閉ストッパに当接したときのスロットル弁３の位置が全閉位置に相当する。

【0016】

モータ７は電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）８に接続されており、その作動がＥＣＵ８により制御される。スロットル弁３には、スロットル弁開度ＴＨを検出するスロットル弁開度センサ９が設けられており、その検出信号はＥＣＵ８に供給される。またＥＣＵ８には当該車両の運転者の要求出力を示すアクセルペダルの操作量（以下「アクセルペダル操作量」という）ＡＰを検出するアクセルセンサ１０、エンジン１の冷却水温ＴＷを検出する冷却水温センサ１１、及び図示しない他のセンサが接続されており、それらのセンサの検出信号はＥＣＵ８に供給される。本実施形態では、ギヤ機構４、閉弁スプリング５、開弁スプリング６、モータ７、スロットル弁開度センサ９、全閉ストッパなどによってスロットル弁駆動装置が構成される。本実施形態では、スロットル弁開度センサ９は、実際にはギヤ機構４の入力軸の回転角度を検出し、ギヤ機構４のギヤ比を用いてスロットル弁開度ＴＨに換算した角度を出力する。

【0017】

ＥＣＵ８は、アクセルペダル操作量ＡＰに応じてスロットル弁３の目標開度ＴＨＣＭＤを決定し、検出されるスロットル弁開度ＴＨが目標開度ＴＨＣＭＤと一致するように、モータ７の制御量（具体的にはモータ駆動信号のデューティ比であり、以下単に「デューティ比」という）ＤＵＴを算出し、デューティ比ＤＵＴに相当する駆動信号をモータ７に供給する。デューティ比ＤＵＴが大きくなるほど、モータ７の出力トルク、すなわちスロットル弁３の駆動トルクは増加する。

【0018】

またＥＣＵ８は以下に説明するように、スロットル弁３が全閉位置にあるときに、スロットル弁開度センサ９によって検出されるスロットル弁開度（以下「全閉開度」という）ＴＨＺを学習する処理を実行するとともに、スロットル弁駆動装置の故障判定を行う。スロットル弁開度センサ９は、設計上はスロットル弁３が全閉位置にあるときスロットル弁開度ＴＨが所定全閉開度となるように構成されるが、スロットル弁駆動装置を構成する部品の特性や寸法のばらつきに起因して実際には所定全閉開度と等しくならないため全閉開度の学習を行う。さらにＥＣＵ８は、エンジン１の燃料供給制御（燃料噴射弁の制御）及び点火時期制御を実行する。

【0019】

本実施形態では、通常駆動トルクでスロットル弁３を閉弁作動させた場合には、全閉位置到達時におけるギヤ機構４の歪みが大きくなって、検出されるスロットル弁開度ＴＨと、実際のスロットル弁３の位置との対応関係のずれが大きくなること、すなわち比較的大きな駆動トルクが印加された状態で全閉位置に到達すると（スロットル弁３の弁軸に固定されたレバーが全閉ストッパに当接すると）、ギヤ機構４の歪み量が急激に増加し、検出されるスロットル弁開度ＴＨが、スロットル弁３が全閉位置に停止しているにもかかわらず、より閉弁側の位置にあることを示す開度となる（正確な全閉開度より小さい開度となる）可能性があることを考慮し、以下のように全閉開度学習を行う。

【0020】

先ず通常駆動トルクで閉弁作動させてスロットル弁３が停止した位置を仮全閉位置とし、その仮全閉位置に対応する検出開度を仮全閉開度ＴＨＴＺとして記憶する。さらに、仮全閉開度ＴＨＴＺから微少角度ＴＨＳだけスロットル弁３を開弁し、次いで通常駆動トルクより小さいトルクでスロットル弁３を閉弁作動させ、その状態で検出スロットル弁開度が変化しない状態となった時点の開度を全閉開度ＴＨＺとして学習する。微少角度ＴＨＳを、仮全閉位置へ到達したときのギヤ機構４の歪み量（推定値）に応じて設定することにより、適切な開度から全閉位置への閉弁作動を実現し、学習に要する時間を短縮するとともに全閉ストッパへ当接した時点で発生する歪み量を最小限に抑制することができる。すなわち、微少角度ＴＨＳが大きすぎると小さい駆動トルクによって全閉位置に到達するまでの時間が長くなる一方、微少角度ＴＨＳが小さすぎるとギヤ機構４の歪み量に相当する角度より小さくなってスロットル弁３が全閉位置からほとんど開弁していない状態となる可能性が高くなるという不具合が発生するが、微少角度ＴＨＳを、仮全閉位置へ到達したときのギヤ機構４の推定歪み量に応じて設定することにより、そのような不具合を防止することができる。

【0021】

図２は、モータ７の制御量であるデューティ比ＤＵＴと、そのデューティ比でスロットル弁３が全閉ストッパに当接したときのギヤ機構４の歪み量との関係（テーブル）を示す図であり、歪み量は、スロットル弁開度の変化量に換算した歪み相当開度ＴＨＴＨＲとして示されている。歪み相当開度ＴＨＴＨＲは、スロットル弁３が全閉位置に停止した状態でデューティ比ＤＵＴを変化させ、スロットル弁開度センサ９から出力される開度ＴＨを計測することによって実験的に取得される。

【0022】

歪み相当開度ＴＨＴＨＲは、デューティ比ＤＵＴが増加するほど増加し、またギヤ機構４の温度ＴＧが高くなるほど増加する。本実施形態では、ギヤ機構４の温度ＴＧと相関のある温度パラメータとしてエンジン１の冷却水温ＴＷを使用する。図２に示す破線及び実線はそれぞれ冷却水温ＴＷが所定低水温ＴＷＬ（例えば−２５℃）である状態、及び所定高水温ＴＷＨ（例えば８０℃）である状態に対応する。以下に説明する全閉開度学習処理では、図２に示す関係を用いて歪み相当開度ＴＨＴＨＲが算出される。

【0023】

図３は、上述した全閉開度学習を行う処理を説明するためのフローチャートである。本実施形態では、ＥＣＵ８はイグニッションスイッチがオフされた後に、全閉開度学習処理を実行し、全閉開度学習が完了すると、シャットダウン処理を実行してＥＣＵ８の電源をオフする。

【0024】

ステップＳ１１では、エンジン１の作動／非作動を切り換えるためのイグニッションスイッチがオフされたか否かを判別する。この答が否定（ＮＯ）であって、イグニッションスイッチがオンされているときは、図示しない他の処理で通常のエンジン作動制御が実行される。イグニッションスイッチがオフされるとステップＳ１２に進み、スロットル弁３を全閉位置に到達させるべく閉弁方向に駆動する。具体的には、全閉開度ＴＨＺ（前回までの学習処理によって得られている全閉開度）より所定開度ＤＴＨＺ（例えば０．３度）だけ閉弁側の開度を目標開度ＴＨＣＭＤとして、通常のフィードバック制御（例えばスライディングモード制御）による閉弁方向への駆動が行われる。したがって、モータ７の制御量であるデューティ比ＤＵＴは、スロットル弁３の通常駆動トルクを発生させる値に設定され、かつスロットル弁３は全閉ストッパによって規制される全閉位置まで確実に到達する。

【0025】

ステップＳ１３では、一定周期（例えば２００ミリ秒）で検出されるスロットル弁開度の今回値ＴＨ(k)が前回値ＴＨ(k-1)と等しくなるまで待機し、等しくなるとスロットル弁３が全閉ストッパに当接したと判定し（仮全閉位置に到達した判定し）、そのときの検出スロットル弁開度ＴＨ(k)を仮全閉開度ＴＨＴＺとして記憶するとともに、そのときのデューティ比ＤＵＴを第１閉弁駆動デューティ比ＤＵＴＺ１として記憶する（ステップＳ１４）。

【0026】

ステップＳ１５では、第１閉弁駆動デューティ比ＤＵＴＺ１及び冷却水温ＴＷに応じて図２に示すテーブルを検索し、第１歪み相当開度ＴＨＴＨＲ１を算出する。冷却水温ＴＷは、図示しない他の処理によって２００ミリ秒毎に更新される最新の検出値が使用され、必要に応じて補間演算が適用される。

【0027】

ステップＳ１６では、下記式（１）に仮全閉開度ＴＨＴＺ及び第１歪み相当開度ＴＨＴＨＲ１を適用して目標開度ＴＨＣＭＤを設定し、その目標開度ＴＨＣＭＤに向かってスロットル弁３を開弁方向へ駆動する（通常のフィードバック制御）。式（１）のＴＨＭＧＮは、例えば０．２度程度に設定され、スロットル弁３を仮全閉位置から開弁方向へ確実に駆動するための余裕開度である。（ＴＨＴＨＲ１＋ＴＨＭＧＮ）が微少角度ＴＨＳに相当する。
ＴＨＣＭＤ＝ＴＨＴＺ＋ＴＨＴＨＲ１＋ＴＨＭＧＮ （１）

【0028】

ステップＳ１７では、スロットル弁開度ＴＨが式（１）で設定された目標開度ＴＨＣＭＤに到達するまで待機し、到達すると、第２閉弁駆動デューティ比ＤＵＴＺ２を第１閉弁駆動デューティ比ＤＵＴＺ１から所定値ＤＤＴ（例えば２０％）を減算した値に設定して、スロットル弁３を閉弁駆動する。これにより、最初の閉弁駆動時における通常駆動トルクより小さい駆動トルクでスロットル弁３が閉弁駆動される。

【0029】

ステップＳ１９では、検出されるスロットル弁開度の今回値ＴＨ(k)が前回値ＴＨ(k-1)と等しくなるまで待機し、等しくなるとスロットル弁３が全閉ストッパに当接したと判定し（全閉位置に到達した判定し）、そのときの検出スロットル弁開度ＴＨ(k)を全閉開度ＴＨＺとして記憶する（ステップＳ２０）。ステップＳ２１では、第２閉弁駆動デューティ比ＤＵＴＺ２（＝ＤＵＴＺ−ＤＤＴ）及び冷却水温ＴＷに応じて図２に示すＴＨＴＨＲテーブルを検索し、第２歪み相当開度ＴＨＴＨＲ２を算出する。第２歪み相当開度ＴＨＴＨＲ２は、第１歪み相当開度ＴＨＴＨＲ１より小さく「０」に近い値をとる。

【0030】

ステップＳ２２では、全閉開度ＴＨＺが第２歪み相当開度ＴＨＴＨＲ２を中心とした所定正常範囲内にあるか否かを判別する。所定正常範囲は、（ＴＨＴＨＲ２−ＴＨＺＦＳ）から（ＴＨＴＨＲ２＋ＴＨＺＦＳ）までの範囲であり、ＴＨＺＦＳは例えば０．１度程度に設定される故障判定設定値である。故障判定設定値ＴＨＺＦＳは、ギヤ機構４の材質に依存して異なる値に設定される。

【0031】

ステップＳ２２の答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、ＥＣＵ８のシャットダウン処理（電源をオフするための処理）を実行する（ステップＳ２４）。一方ステップＳ２２の答が否定（ＮＯ）であるときは、スロットル弁駆動装置の故障（モータ７，スロットル弁開度センサ９などの何れかが故障している）と判定する（ステップＳ２３）。

【0032】

以上のように本実施形態では、スロットル弁３を第１閉弁駆動デューティ比ＤＵＴＺ１で閉弁方向に駆動しているときに検出されるスロットル弁開度ＴＨが変化しない状態となった時点において、スロットル弁３が仮全閉位置に到達したと判定し、そのときのギヤ機構４の歪み量をスロットル弁開度ＴＨの変化量に換算した第１歪み相当開度ＴＨＴＨＲ１が、第１閉弁駆動デューティ比ＤＵＴＺ１に応じて推定される。スロットル弁３が仮全閉位置に到達した後に、仮全閉位置から微少角度ＴＨＳだけ開弁させた微少開度位置までスロットル弁３を開弁駆動し、さらに微少開度位置から第１閉弁駆動デューティ比ＤＵＴＺ１より小さい第２閉弁駆動デューティ比ＤＵＴＺ２でスロットル弁３を閉弁方向に駆動しているときに検出されるスロットル弁開度ＴＨが変化しない状態となった時点において、スロットル弁３が全閉位置に到達したと判定され、微少角度ＴＨＳは、第１歪み相当開度ＴＨＴＨＲ１に応じて設定される。スロットル弁３が全閉位置に到達したと判定されたときに検出されるスロットル弁開度ＴＨが全閉開度ＴＨＺとして学習される。

【0033】

このように先ず第１閉弁駆動デューティ比ＤＵＴＺ１でスロットル弁３を仮全閉位置まで閉弁駆動し、第１閉弁駆動デューティ比ＤＵＴＺ１に応じて推定される第１歪み相当開度ＴＨＴＨＲ１に応じて微少角度ＴＨＳを設定することにより、微少角度ＴＨＳを第１歪み相当開度ＴＨＴＨＲ１に対応した適切な値に設定し、次に第１閉弁駆動デューティ比ＤＵＴＺ１より小さい第２閉弁駆動デューティ比ＤＵＴＺ２で緩やかにスロットル弁３を閉弁駆動することによって、樹脂製のギヤ機構４の歪み量を最小限に抑制しつつスロットル弁３を全閉位置に確実に到達させることができる。これによって、スロットル弁３の全閉位置に対応する検出開度を精度良く学習できる。

【0034】

またギヤ機構４の歪み量は、その温度が高くなるほど増加する傾向があるため、冷却水温ＴＷが高くなるほど第１歪み相当開度ＴＨＴＨＲ１が増加するように推定することにより、歪み量を示す歪み相当開度ＴＨＴＨＲを正確に推定できる。

【0035】

またスロットル弁３を第２閉弁駆動デューティ比ＤＵＴＺ２で閉弁駆動した場合における歪み量を示す第２歪み相当開度ＴＨＴＨＲ２が推定され、全閉開度ＴＨＺ及び第２歪み相当開度ＴＨＴＨＲ２を用いてスロットル弁駆動装置の故障判定が行われる。スロットル弁駆動装置が正常であれば、スロットル弁３の全閉位置に対応する検出開度（全閉開度ＴＨＺ）は、第２歪み相当開度ＴＨＴＨＲ２とほぼ等しくなると考えられるので、全閉開度ＴＨＺが第２歪み相当開度ＴＨＴＨＲ２を中心とした正常範囲外にあるときは、スロットル弁開度センサ９、ギヤ機構４などの何れかに故障があると判定することができる。

【0036】

本実施形態では、ＥＣＵ８が全閉位置到達判定手段、学習手段、第１閉弁駆動手段、仮全閉位置到達判定手段、第１歪み相当開度推定手段、開弁駆動手段、第２閉弁駆動手段、第２歪み相当開度推定手段、及び故障判定手段を構成する。具体的には、図３のステップＳ１２〜Ｓ１９が全閉位置到達判定手段に相当し、ステップＳ２０が学習手段に相当し、ステップＳ１３が仮全閉位置到達判定手段に相当し、ステップＳ１４及びＳ１５が第１歪み相当開度推定手段に相当し、ステップＳ１６及びＳ１７が開弁駆動手段に相当し、ステップＳ１８が第２閉弁駆動手段に相当し、ステップＳ２１〜Ｓ２３が故障判定手段に相当する。

【0037】

なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上述した図３のステップＳ２０では、全閉開度ＴＨＺを検出されたスロットル弁開度ＴＨ(k)に設定するようにしたが、下記式（３）による重み付け平均化演算によって全閉開度ＴＨＺを更新するようにしてもよい。
ＴＨＺ＝ＣＷ×ＴＨ(k)＋（１−ＣＷ）×ＴＨＺ （３）
ここで、右辺のＴＨＺは更新前の全閉開度であり、ＣＷは０から１の間の値（例えば０．５）に設定される重み係数である。

【符号の説明】

【0038】

１ 内燃機関
３ スロットル弁
４ ギヤ機構
５ 閉弁スプリング
６ 開弁スプリング
７ モータ（アクチュエータ）
８ 電子制御ユニット（全閉位置到達判定手段、学習手段、第１閉弁駆動手段、仮全閉位置到達判定手段、第１歪み相当開度推定手段、開弁駆動手段、第２閉弁駆動手段、第２歪み相当開度推定手段、故障判定手段）
１１ 冷却水温センサ

【図1】

【図2】

【図3】